【军事体育】军体五项体能训练成绩计算Python实现

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一、项目介绍

1.1 简介

本程序使用Python3编制，可实现军体五项中除体型外的成绩换算，并根据人员类型标注成绩等级。

1.2 项目编制环境

Python 3.7 32位（Conda）
（注：使用该环境是考虑到办公电脑一般使用32位Windows7操作系统）

1.3 程序界面

（1）自动填表程序界面

（2）成绩计算程序界面

1.4 实现效果

（1）自动填表功能

获取模板：

填写基本信息及成绩：

导入表格：


计算对应分数：

（2）成绩计算功能

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二、项目结构

2.1 程序结构

Main all_standard button_handle() get_dir() get_file() change_date() get_model() file_select() calculate() open_dir() change_item() get_information() calculate_score() fill_score() fill_item() mainWindow setupUi() retranslateUi() MyWidget dragEnterEvent() dropEvent() rwExcel rw_excel() gradeCalculate male_dgfwc() female_qbxcfwc() both_ywqz() both_zfp() both_threekm() male_grade() female_grade() testStandard male_dgfwc_standard male_ywqz_standard male_zfp_standard male_threekm_standard female_qbxcfwc_standard female_ywqz_standard female_zfp_standard female_threekm_standard myFunction age_calculate() age_classification() person_classification() grade_classification()

2.2 文件结构

（1）在myFunction.py中包含：

方法	名称
年龄计算方法	age_calculate()
年龄索引计算方法	age_classification()
人员分级方法	person_classification()
成绩分级方法	grade_classification()

（2）在gradeCalculate.py中包含：

方法	名称
计算男生引体向上/俯卧撑分数	male_dgfwc()
计算女生屈臂悬垂/俯卧撑分数	female_qbxcfwc()
计算仰卧起坐分数	both_ywqz()
计算30m*2折返跑分数	both_zfp()
计算3000m分数	both_threekm()
计算男生的分数	male_grade()
计算女生的分数	female_grade()

（3）在rwExcel.py中包含：

方法	名称
填写成绩登记表	rw_excel()

（4）在testStandard类中包含：

属性	名称
男生单杠引体向上/俯卧撑标准	male_dgfwc_standard
男生仰卧起坐标准	male_ywqz_standard
男生30m*2折返跑标准	male_zfp_standard
男生3000m标准	male_threekm_standard
女生单杠屈臂悬垂/俯卧撑标准	female_qbxcfwc_standard
女生仰卧起坐标准	female_ywqz_standard
女生30m*2折返跑标准	female_zfp_standard
女生3000m标准	female_threekm_standard

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三、部分方法的原理及代码

3.1 根据人员出生日期计算年龄

（1）基本算法
日期输入格式为：YYYY-mm-dd
将出生日期与结算日期使用Python内置的datetime模块转换成datetime对象，并将出生日期的年份与结算日期的年份设置为同一年。通过比较结算日期与转换后的出生日期，推算当年生日是否已过。若已过，则年龄为结算日期与出生日期年份之差加1，否则不加1。
例如：
出生日期为：1998-12-2
结算日期为：2021-9-5
则将出生日期年份转换为结算日期的年份：2021-12-2
比较结算日期与转换后的出生日期，得出当年生日未过，则年龄为2021-1998=22岁。
（2）流程图

是

否

出生日期 Y1-M1-D1

结算日期 Y2-M2-D2

转换出生日期 Y2-M1-D1

Y2-M1-D1 > Y2-M2-D2

年龄 = Y2-Y1+1

年龄 = Y2-Y1

（3）代码

def age_calculate(birthday, target_date):
    """
    该函数用于计算年龄
    :param birthday: 出生日期（'1998-12-2'）
    :param target_date: 结算日期（'2021-9-5'）
    :return: 年龄（22）
    """
    birth = datetime.datetime.strptime(birthday, "%Y-%m-%d")
    target = datetime.datetime.strptime(target_date, "%Y-%m-%d")
    birth_convert = birth.replace(year=target.year)
    if target > birth_convert:
        age = target.year - birth.year
    else:
        age = target.year - birth.year - 1
    return age

3.2 计算年龄分级的索引

由于各项体能考核标准中年龄分级相同，因此可以根据本算法计算待测者年龄在标准表中的列索引。

def age_classification(age):
    """
    该函数用于计算年龄分级的索引
    :param age: 年龄
    :return: 年龄分级的索引
    """
    age_range = [24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45, 48, 51, 54, 57, 60]
    age_count = len(age_range)
    if age < 0:
        raise Exception('有人年龄输入错误，为负数！')
    elif age > age_range[-1]:
        raise Exception('有人年龄太大，不用测体能啦！')
    for i in range(age_count):
        if age <= age_range[i]:
            return i

3.3 计算人员的分数等级

用于计算不同人员类别的分数等级。

人员类别	不及格	不及格	及格	良好	优秀	特3级	特2级	特1级
一类人员	单项<65	<260	260	340	380	440	480	500
二类人员	单项<60	<240	240	320	360	440	480	500
三类人员	单项<55	<220	220	300	340	440	480	500

def grade_classification(rank, grade1, grade2, grade3, grade4, inall):
    """
    该函数用于计算人员分数等级
    :param rank: 人员类别（1、2、3）
    :param grade1: 体能第一项成绩
    :param grade2: 体能第二项成绩
    :param grade3: 体能第三项成绩
    :param grade4: 体能第四项成绩
    :param inall: 体能总分
    :return: 人员体能等级
    """
    if rank == 1:
        cl = [65, 260, 340, 380, 440, 480, 500]
    elif rank == 2:
        cl = [60, 240, 320, 360, 440, 480, 500]
    elif rank == 3:
        cl = [55, 220, 300, 340, 440, 480, 500]
    else:
        raise Exception('人员类别输入错误!')
    if grade1 < cl[0] or grade2 < cl[0] or grade3 < cl[0] or grade4 < cl[0] or inall < cl[1]:
        return '不及格'
    elif inall < cl[2]:
        return '及格'
    elif inall < cl[3]:
        return '良好'
    elif inall < cl[4]:
        return '优秀'
    elif inall < cl[5]:
        return '特3级'
    elif inall < cl[6]:
        return '特2级'
    else:
        return '特1级'

注：3.2节与3.3节中将分级标准存为列表主要是为了便于后期维护，各项体能标准可见附录。

3.4 数值类指标分数计算方法

部分项目成绩体现为个数，如男生的男生单杠引体向上/俯卧撑、女生的俯卧撑，以及仰卧起坐；还有部分项目成绩体现为一个数值，如30m*2折返跑。我们将此类项目统称为数值类指标项目。
对于这类考核项目，我们考虑直接使用线性插值（Linear）的方式计算成绩。对于超出插值范围的成绩，如超出100分时，我们另行做计算。
使用Python进行插值计算的方法可以见：（数值分析）各种插值法的python实现
以计算俯卧撑分数为例：

def both_ywqz(standard_df, age_index, score):
    """
    该函数用于计算仰卧起坐换算成百分制的成绩
    :param standard_df: 仰卧起坐的标准
    :param age_index: 年龄在标准中的索引
    :param score: 成绩
    :return: 换算成百分制的成绩
    """
    if score < 0:
        raise Exception('成绩为负数，输入错误！')
    score_range = list(standard_df.iloc[:, age_index])
    if score > score_range[0]:
        return 100 + int((score - score_range[0]) / 2)
    _score_range = copy.copy(score_range)
    _score_range.append(0)
    _grade_range = copy.copy(grade_range)
    _grade_range.append(0)
    f = interpolate.interp1d(_score_range, _grade_range, kind="linear")
    return int(f(score))

3.5 时间类指标分数计算方法

部分项目成绩体现为时间，如3000m跑及女生的单杠屈臂悬垂。
对于这类考核项目，我们考虑将其转换为以分钟为单位的浮点型数据，再进行线性插值（Linear）的方式计算成绩。
以计算3000m跑分数为例：

def both_threekm(standard_df, age_index, score):
    """
    该函数用于计算3000米换算成百分制的成绩
    :param standard_df: 3000米的标准
    :param age_index: 年龄在标准中的索引
    :param score: 成绩（'13:30'）
    :return: 换算成百分制的成绩
    """
    try:
        m, s = score.split(':')
    except:
        m, s = score.split('：')
    score = int(m) + int(s) / 60
    if score < 0:
        raise Exception('成绩为负数，输入错误！')
    time_range = list(standard_df.iloc[:, age_index])
    score_range = []
    for i in range(len(time_range)):
        try:
            m, s = map(int, time_range[i].split(':'))
        except:
            m, s = map(int, time_range[i].split('：'))
        score_range.append(m + s / 60)
    if score > score_range[-1]:
        grade = (grade_range[-1] - grade_range[-2]) / (score_range[-1] - score_range[-2]) * \
                (score - score_range[-1]) + grade_range[-1]
        if grade < 0:
            grade = 0
        return int(grade)
    if score < score_range[0]:
        return int(100 + (score_range[0] - score) / 5)
    f = interpolate.interp1d(score_range, grade_range, kind="linear")
    return int(f(score))

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四、附录

4.1 男生单杠引体向上/俯卧撑标准

（1）单杠引体向上超出100分后每增加1次加1分；俯卧撑超出100分后每递增2次加1分。
（2）俯卧撑考核时间为2分钟。

4.2 男生仰卧起坐标准

超出100分后每递增2次增加1分，考核时间为2分钟。

4.3 男生30m*2折返跑标准

超出100分后每递减0.1秒增加1分。

4.4 男生3000m跑标准

超出100分后每递减5秒增加1分。

4.5 女生单杠屈臂悬垂/俯卧撑标准

（1）单杠屈臂悬垂超出100分后每增加5秒加1分；俯卧撑超出100分后每递增2次加1分。
（2）俯卧撑考核时间为2分钟。

4.6 女生仰卧起坐标准

超出100分后每递增2次增加1分，考核时间为2分钟。

4.7 女生30m*2折返跑标准

超出100分后每递减0.1秒增加1分。

4.8 女生3000m跑标准

超出100分后每递减5秒增加1分。

4.9 成绩填写模板

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五、附件

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